Perspektívy rozvoja sieťových technológií

Sergej Pakhomov

Používatelia PC už dávno rezignovali na myšlienku, že je nemožné držať krok s tempom aktualizácie PC komponentov. Nový procesor najnovšieho modelu prestáva byť taký za dva-tri mesiace. Ostatné komponenty PC sa aktualizujú rovnako rýchlo: pamäť, pevné disky, základné dosky. A to aj napriek ubezpečeniam skeptikov, ktorí tvrdia, že na bežnú prácu s PC dnes stačí a Procesor Celeron 400 MHz, mnohé spoločnosti (samozrejme na čele s Microsoftom) neúnavne pracujú na tom, aby našli hodné využitie pre „extra“ gigahertz. A treba podotknúť, že to robia dobre.

Na pozadí rastúceho výkonu PC sa sieťové technológie tiež vyvíjajú rýchlym tempom. Zvyčajne sa vývoj sieťových technológií a počítačového hardvéru tradične posudzuje oddelene, ale tieto dva procesy majú na seba silný vplyv. Na jednej strane zvýšenie kapacity počítačového parku radikálne mení obsah aplikácií, čo vedie k zvýšeniu množstva informácií prenášaných sieťami. Rýchly rast IP prevádzky a konvergencia zložitých hlasových, dátových a multimediálnych aplikácií si vyžadujú neustále zvyšovanie šírky pásma siete. Technológia Ethernet zároveň zostáva základom pre nákladovo efektívne a vysokovýkonné sieťové riešenia. Na druhej strane, sieťové technológie sa nemôžu rozvíjať bez toho, aby boli viazané na možnosti počítačového vybavenia. Tu je jednoduchý príklad: na využitie potenciálu gigabitového Ethernetu potrebujete procesor Intel Pentium 4 s taktom aspoň 2 GHz. V opačnom prípade počítač alebo server jednoducho nebude schopný stráviť takú vysokú návštevnosť.

Sieť a počítačová technológia navzájom postupne vedú k tomu, že osobné počítače prestávajú byť iba osobnými a začatý proces zbližovania výpočtových a komunikačných zariadení postupne zbavuje osobný počítač „počítačovej techniky“, to znamená, že komunikačné zariadenia sú vybavené výpočtovými schopnosťami, čo ich približuje k počítačom a tie zase získavajú komunikačné schopnosti. V dôsledku tohto zbližovania počítačov a komunikačných zariadení sa postupne začína formovať trieda zariadení novej generácie, ktoré už prerastú úlohu osobných počítačov.

Proces konvergencie výpočtových a komunikačných zariadení však stále naberá na obrátkach a je priskoro hodnotiť jeho dôsledky. Ak hovoríme o dnešku, stojí za zmienku, že po dlhšej stagnácii vo vývoji technológií pre lokálne siete, ktorá sa vyznačovala dominanciou Fast Ethernetu, dochádza k procesu prechodu nielen na vyššie rýchlostné štandardy, ale aj tzv. zásadne novým sieťovým technológiám.

Vývojári majú teraz na výber štyri možnosti inovácie siete:

Gigabit Ethernet pre firemných používateľov;

Bezdrôtový Ethernet v kancelárii a doma;

Sieťové úložné zariadenia;

10 Gigabit Ethernet v mestských sieťach.

Ethernet má niekoľko funkcií, ktoré viedli k všadeprítomnosti tejto technológie v sieťach IP:

Škálovateľný výkon;

Škálovateľnosť pre použitie v rôznych sieťových aplikáciách – od lokálnych sietí s krátkym dosahom (do 100 m) až po metropolitné siete (40 kilometrov a viac);

Nízka cena;

Flexibilita a kompatibilita;

Jednoduché použitie a administrácia.

Dohromady tieto Vlastnosti siete Ethernet umožňujú aplikovať túto technológiu v štyroch hlavných smeroch rozvoja siete:

Gigabitové rýchlosti pre podnikové aplikácie;

Bezdrôtové siete;

Sieťové úložné systémy;

Ethernet v mestských sieťach.

Ethernet je v súčasnosti celosvetovo najpoužívanejšou technológiou LAN. Podľa International Data Corporation (IDC 2000) je viac ako 85 % všetkých lokálnych sietí založených na Ethernete. Moderné technológie Ethernet je ďaleko od špecifikácií navrhnutých Dr. Robertom Metcalfem a vyvinutých spoločne spoločnosťami Digital, Intel a Xerox PARC v 80. rokoch.

Tajomstvo úspechu Ethernetu sa dá ľahko vysvetliť: v priebehu posledných dvoch desaťročí sa štandardy Ethernetu neustále zdokonaľovali, aby spĺňali stále sa zvyšujúce požiadavky na počítačové siete. Technológia 10 Mbps Ethernet, vyvinutá začiatkom 80. rokov 20. storočia, sa vyvinula najprv do verzie 100 Mbps a dnes do dnešných štandardov Gigabit Ethernet a 10 Gigabit Ethernet.

Vzhľadom na nízke náklady na riešenia gigabitového Ethernetu a jasný zámer poskytovateľov riešení poskytnúť svojim zákazníkom technologický priestor do budúcnosti sa podpora gigabitového Ethernetu stáva pre podnikové stolové počítače nevyhnutnosťou. IDC uvádza, že sa odhaduje, že viac ako 50 % dodaných LAN zariadení bude podporovať gigabitový Ethernet do polovice tohto roka.

Rok alebo dva po tom, ako zákazníci začnú migrovať na gigabitový Ethernet, bude modernizovaná celá infraštruktúra. Ak sa budeme riadiť historickými trendmi, tak niekde v polovici roku 2004 dôjde k obratu v dopyte po gigabitových prepínačoch. Široké používanie gigabitového Ethernetu na stolových počítačoch zase povedie k potrebe 10-gigabitového Ethernetu v serveroch a chrbticových sieťach podnikové siete. Použitie 10 Gigabit Ethernet spĺňa niekoľko kľúčových požiadaviek na vysokorýchlostné siete, vrátane nižších celkových nákladov na vlastníctvo v porovnaní so súčasne používanými alternatívnymi technológiami, flexibilitu a kompatibilitu s existujúce siete ethernet. Vďaka všetkým týmto faktorom sa 10 Gigabit Ethernet stáva optimálne riešenie pre mestské siete.

Výrobcovia zariadení a poskytovatelia služieb sa môžu počas vývoja sietí metra stretnúť s určitými problémami. Mali by ste rozšíriť svoju existujúcu infraštruktúru SONET/SDH alebo by ste mali prejsť rovno na cenovo výhodnejšiu infraštruktúru založenú na Ethernete? V dnešnom prostredí, keď operátori sietí potrebujú znížiť náklady a zabezpečiť skorú návratnosť investícií, je výber zložitejší ako kedykoľvek predtým.

Tieto flexibilné riešenia s bohatými funkciami sú kompatibilné s existujúcim vybavením rôzne rýchlosti prenos dát a vynikajúci pomer cena/výkon urýchľujú nasadenie 10 Gigabit Ethernet riešení v sieťach metra.

Okrem začiatku procesu prechodu z technológie Fast Ethernet na Gigabit Ethernet sa rok 2003 niesol v znamení masívneho zavádzania bezdrôtových technológií. Za posledných pár rokov, výhody bezdrôtové siete sa stanú zrejmými veľkému okruhu ľudí a samotné bezdrôtové prístupové zariadenia sú teraz prezentované vo väčšom počte a za nižšiu cenu. Z týchto dôvodov sa stali bezdrôtové siete ideálne riešenie pre mobilných používateľov a tiež fungovala ako infraštruktúra okamžitého prístupu pre široký okruh firemných klientov.

Štandard vysokorýchlostného prenosu dát IEEE 802.11b prijali takmer všetci výrobcovia zariadení pre bezdrôtové siete s prenosovou rýchlosťou až 11 Mbps. Prvýkrát bol navrhnutý ako alternatíva pre budovanie firemných a domácich sietí. Vývoj bezdrôtových sietí pokračoval s príchodom štandardu IEEE 802.11g, ktorý bol prijatý začiatkom tohto roka. Tento štandard sľubuje výrazné zvýšenie rýchlosti prenosu dát – až 54 Mbps. Jeho cieľom je umožniť podnikovým používateľom pracovať s aplikáciami náročnými na šírku pásma bez obetovania množstva prenášaných dát, ale zlepšiť škálovateľnosť, odolnosť voči šumu a bezpečnosť dát.

Bezpečnosť je aj naďalej veľmi dôležitou otázkou, pretože neustále rastúci počet mobilných používateľov vyžaduje možnosť bezpečného bezdrôtového prístupu k svojim údajom kdekoľvek a kedykoľvek. Nedávny výskum ukázal zraniteľnosť šifrovania WEP (Wired Equivalent Privacy), v dôsledku čoho je ochrana WEP nedostatočná. Vytvorenie spoľahlivého a škálovateľného bezpečnostného systému je možné pomocou technológií virtuálnych privátnych sietí (VPN), pretože poskytujú zapuzdrenie, autentifikáciu a plné šifrovanie dát v bezdrôtovej sieti.

Rýchly rast popularity e-mailu a elektronického obchodu spôsobil dramatický nárast dátovej prevádzky cez verejný internet a cez firemné IP siete. Nárast dátovej prevádzky prispel k prechodu z tradičného modelu serverového úložiska (Direct Attached Storage, DAS) na infraštruktúru samotnej siete, čo má za následok vznik sietí SAN (Storage Area Network) a sieťových úložných zariadení (NAS). ).

Technológie úložísk prechádzajú dôležitými zmenami, ktoré umožnil nástup súvisiacich sieťových a I/O technológií. Tieto trendy zahŕňajú:

Prechod na technológie Ethernet a iSCSI pre úložné riešenia založené na IP;

Implementácia architektúry InfiniBand pre klastrové systémy;

Vývoj novej architektúry sériovej zbernice PCI-Express pre univerzálne I/O zariadenia podporujúce rýchlosti až 10 Gb/s a vyššie.

Nová technológia založená na Ethernete s názvom iSCSI (Internet SCSI) je vysokorýchlostné, nízkonákladové riešenie ukladania na veľké vzdialenosti pre webové stránky, poskytovateľov služieb, podniky a iné organizácie. Pomocou tejto technológie sú tradičné príkazy SCSI a prenášané dáta zapuzdrené do paketov TCP/IP. Štandard iSCSI umožňuje nízkonákladové siete SAN založené na IP s vynikajúcou interoperabilitou.

Internet vecí (z anglického Internet of Things alebo skrátene IoT) je systém zariadení okolo vás, ktoré sú navzájom prepojené aj s internetom. V súčasnosti sa toto odvetvie rýchlo rozvíja revolučnými skokmi. Takýto technologický pokrok v evolúcii ľudstva je porovnateľný len s vynálezom parného stroja alebo následnou industrializáciou elektriny. Digitálna transformácia dodnes úplne pretvára najrozmanitejšie odvetvia v ekonomickej oblasti a pretvára nám známe prostredie. Zároveň, ako sa to v takýchto prípadoch veľmi často stáva, keďže sme na začiatku cesty, konečný efekt všetkých premien je ťažké predvídať.

Proces, ktorý sa už začal, s najväčšou pravdepodobnosťou nemôže byť jednotný av tomto štádiu sa zdá, že niektoré sektory trhu sú na zmeny pripravené viac ako iné. Medzi prvé odvetvia patrí spotrebná elektronika, vozidlá, logistika, finančný a bankový sektor; k tým druhým patrí poľnohospodárstvo atď. Aj keď stojí za zmienku, že v tomto smere boli vyvinuté úspešné pilotné projekty, ktoré následne sľubujú, že prinesú pomerne významné výsledky.

Projekt s názvom TracoVino je jedným z prvých pokusov o implementáciu internetu vecí v slávnom údolí Mosely, ktoré nesie aj titul najstaršej vinohradníckej oblasti moderného Nemecka. Riešenie je založené na cloudovej platforme, ktorá zautomatizuje všetky procesy vo vinohrade od pestovania produktu až po jeho finálne stáčanie. Informácie potrebné pre rozhodovanie budú do elektronického systému privádzané z niekoľkých typov snímačov. Okrem určovania teploty, vlhkosti pôdy a monitorovania prostredia budú senzory schopné zisťovať množstvo prijatého slnečného žiarenia, kyslosť zeme a obsah rôznych živín v nej. Čo to môže dať v konečnom dôsledku? A to, že spoločnosť umožní vinárom nielen urobiť si všeobecný obraz o stave ich vinohradu, ale aj analyzovať niektoré jeho oblasti. V konečnom dôsledku to ľuďom poskytne príležitosť včas identifikovať problémy, získať užitočné informácie o možnej kontaminácii a dokonca získať predpoveď možnej kvality a celkového množstva vína. Vinári budú môcť uzatvárať forwardové zmluvy s obchodnými partnermi.

Aké ďalšie oblasti môžu byť spojené s takouto inováciou?

Medzi najrozvinutejšie scenáre využitia internetu vecí samozrejme patria „inteligentné mestá“. Podľa preštudovaných údajov, ktoré boli získané od rôznych spoločností, ako sú Beecham Research, Pike Research, iSupply Telematics, ako aj Ministerstvo dopravy USA, dnes v rámci realizácie týchto projektov po celom svete existuje cca. miliarda technických zariadení, ktoré sú zodpovedné za niektoré ďalšie funkcie v systémoch zásobovania vodou, manažmente mestskej dopravy, verejného zdravia a bezpečnosti. Patria sem inteligentné parkoviská, ktoré optimalizujú využitie parkovacích miest, inteligentné systémy zásobovania vodou monitorujúce kvalitu vody spotrebovanej obyvateľmi mesta, inteligentné zastávky vozidiel, ktoré poskytujú podrobné informácie o dobe čakania na správnu prepravu a mnohé ďalšie.

V priemyselnej oblasti už existujú stovky miliónov zariadení, ktoré sú pripravené na pripojenie. Medzi takéto systémy patria inteligentné systémy údržby a opráv, logistické účtovné a bezpečnostné systémy, inteligentné čerpadlá, kompresory a ventily. V energetike a systéme bývania a komunálnych služieb je už dlho zapojené veľké množstvo rôznych zariadení - sú to početné merače, automatizačné prvky distribučných sietí, zariadenia pre potreby spotrebiteľov, infraštruktúra elektrického nabíjania, ako aj technická podpora pre obnoviteľné a distribuované zdroje energie. V lekárskej oblasti k internetu vecí tento moment diagnostické nástroje, mobilné laboratóriá, implantáty rôznych smerov sú prepojené a v budúcnosti budú prepojené, technické zariadenia rozšíriť telemedicínu.

Vyhliadky na počet zariadení pripojených k internetu v budúcnosti

Podľa rôznych pozorovaní sa v blízkej budúcnosti úmerne zvýši počet technických pripojení a každý rok porastie o 25 %. Vo všeobecnosti bude do roku 2021 na svete približne 28 miliárd pripojených gadgetov a zariadení. Z tohto celkového počtu bude len 13 miliárd pochádzať z bežných spotrebiteľských zariadení, ako sú telefóny, tablety, notebooky a počítače. A zvyšných 15 miliárd zariadení budú spotrebiteľské a priemyselné zariadenia. Patria sem rôzne senzory, predajné terminály, autá, hodnotiace tabuľky atď.

Napriek tomu, že vyššie uvedené údaje z blízkej budúcnosti narážajú na mentálnu predstavivosť, nie sú konečným údajom. Internet vecí bude implementovaný stále aktívnejšie a čím ďalej, tým viac zariadení (jednoduchých alebo zložitých) bude musieť byť pripojených. Keďže ľudská technológia napreduje, a najmä vďaka spusteniu inovatívnych sietí 5G po roku 2020, celkový rast pripojenej technológie bude raketovo stúpať a veľmi rýchlo dosiahne hranicu 50 miliárd.

Masívny charakter sieťových pripojení, ako aj početné prípady použitia diktujú nové požiadavky na technológie internetu vecí v najširšom rozsahu. Rýchlosť prenosu informácií, akékoľvek oneskorenie, ako aj spoľahlivosť (záruka) prenosu dát sú určené charakteristikami konkrétnej aplikácie. Napriek tomu však existuje množstvo spoločných cieľov, ktoré nás nútia pozrieť sa oddelene na sieťové technológie pre internet vecí a na to, ako sa líšia od bežných telefónnych sietí.

Prvou výzvou sú náklady na implementáciu sieťovej technológie. V konečnom zariadení by to totiž malo byť výrazne menej ako v súčasnosti existujúcich modulov GSM / WCDMA / LTE, ktoré sa používajú pri výrobe telefónov a modemov. Jedným z dôvodov, ktorý bráni masovému prijatiu pripojených zariadení, je príliš vysoká finančná zložka samotnej čipovej sady, ktorá implementuje celý rad sieťových technológií, ktoré zahŕňajú prenos hlasu a mnoho ďalších funkcií, ktoré nie sú vo väčšine dostupných scenárov také potrebné.

Hlavné požiadavky na nové systémy

Súvisiacou, ale samostatnou požiadavkou sú nízke náklady na energiu a čo najdlhšia životnosť batérie. Veľké množstvo scenárov v oblasti internetu vecí zabezpečuje autonómnu prevádzku pripojených zariadení z batérií zabudovaných v nich. Zjednodušením sieťových modulov a energeticky efektívnym modelom sa dosiahne životnosť batérie, ktorá bude vypočítaná až na 10 rokov, s celkovou kapacitou batérie 5 Wh. Takéto čísla je možné dosiahnuť najmä znížením množstva prenášaných informácií pri použití dlhých období „ticha“, počas ktorých gadget nebude prijímať ani vysielať informácie. Prakticky teda spotrebuje malé množstvo elektriny. Je pravda, že je potrebné poznamenať, že implementácia konkrétnych mechanizmov sa samozrejme líši v závislosti od toho, na ktorú technológiu bude aplikovaná.

Pokrytie siete je ďalšou charakteristikou, ktorá by sa mala dôkladne preštudovať a zvážiť. Momentálne pokrytie mobilnou sieťou v dostatočnom objeme prenáša stabilný dátový prenos do sídiel, a to aj vnútri budov. Ale zároveň môžu byť pripojené zariadenia na miestach, kde jednoducho väčšinou nedochádza k masovému preťaženiu ľudí. Patria sem odľahlé ťažko dostupné oblasti, obrovské železničné trate, povrch rozľahlých morí a oceánov, zemné pivnice, izolované betónové a kovové boxy, výťahové šachty, železné kontajnery atď. Cieľom riešenia tohto problému je podľa väčšiny ľudí pôsobiacich na trhu IoT zlepšiť rozpočet linky o 20 dB v porovnaní s tradičnými sieťami GSM, ktoré sú dnes stále lídrami v pokrytí medzi mobilnými technológiami.

Pre internet vecí sa kladú zvýšené požiadavky na komunikačné štandardy

Rôzne scenáre používania internetu vecí v rôznych oblastiach činnosti znamenajú úplne odlišné požiadavky na komunikáciu. A tu nie je otázka len o možnostiach rýchleho škálovania siete z hľadiska počtu zariadení vyžadujúcich pripojenie. Napríklad je možné vidieť, že vo vyššie uvedenom príklade „inteligentného vinohradu“ sa používa veľké množstvo pomerne jednoduchých senzorov a priemyselné podniky už budú mať prepojené pomerne zložité jednotky, ktoré vykonávajú nezávislé činnosti, a nielen zaznamenávajú určité informácie, ktoré sa vyskytuje v prostredí. Možno spomenúť aj medicínsku oblasť použitia, najmä technické vybavenie pre telemedicínu. Využitie týchto komplexov, ktorých úlohou je vykonávať diaľkovú diagnostiku, monitorovať zložité medicínske manipulácie a diaľkové školenia s využitím video obsahu ako komunikácie v reálnom čase, bude nepochybne predstavovať stále nové a nové požiadavky v oblasti prerušovania signálu, prenosu informácií a tiež ako spoľahlivosť a bezpečnosť komunikácie.

Technológie internetu vecí musia byť mimoriadne flexibilné, aby poskytovali rôznorodý súbor sieťových charakteristík v závislosti od aplikácie, uprednostňovania desiatok a stoviek rôznych typov sieťovej prevádzky a správnej alokácie sieťových zdrojov na zabezpečenie ekonomickej efektívnosti. Obrovské množstvo pripojených zariadení, desiatky rôznych aplikačných scenárov, flexibilná správa a kontrola – to je všetko, čo musí byť implementované v rámci spoločnej siete.

Aktuálnemu riešeniu stanovených úloh je už venovaný dlhodobý vývoj a vypracované scenáre posledných rokov v oblasti bezdrôtového prenosu informácií. Dôvodom je túžba implementovať existujúce sieťové architektúry a protokoly a vytvárať inovatívne systémové riešenia doslova od samého začiatku. Na jednej strane sú veľmi jasne vysledovateľné takzvané „kapilárne riešenia“, ktoré relatívne dobre riešia problémy IoT komunikácií v rámci jednej budovy alebo územia s obmedzeným potenciálom. Tieto riešenia zahŕňajú dnes také populárne siete ako Wi-Fi, Bluetooth, Z-Wave, Zigbee a ich ďalšie digitálne náprotivky.

Na druhej strane, súčasné mobilné technológie sú jednoznačne mimo konkurencie, pokiaľ ide o poskytovanie sieťového pokrytia a škálovateľnosti na dobre spravovanú infraštruktúru. Celkové pokrytie GSM siete je dnes podľa Ericsson Mobility Report asi 90 % obývaného územia planéty, WCDMA a LTE siete pokrývajú 65 % a 40 % priamo aktívnou výstavbou nových sietí. Kroky prijaté pri vývoji štandardov mobilnej komunikácie, najmä špecifikácie 3GPP Release 13, sú zamerané práve na dosiahnutie cieľov internetu vecí pri zachovaní výhod využívania globálneho ekosystému. Zlepšenie týchto technológií sa v budúcnosti stane pevným základom pre budúce modifikácie štandardov mobilnej komunikácie, medzi ktoré okrem iného patria aj sieťové štandardy piatej generácie (5G).

Alternatívny vývoj s nízkou spotrebou energie pre nelicencované frekvenčné spektrum je z väčšej časti zameraný na špecializovanejšie aplikácie. Okrem toho potreba rozvoja novej infraštruktúry a uzavretosť technológií priamo ovplyvňujú šírenie takýchto globálnych sietí.

Predslov Revolučný vplyv internetu na svet výpočtovej techniky a komunikácie nemá v histórii obdobu. Vynález telegrafu, telefónu, rádia a počítača vydláždil cestu k bezprecedentnej integrácii, ktorá teraz prebieha. Internet je zároveň prostriedkom globálneho vysielania, mechanizmom šírenia informácií a prostredím spolupráce a komunikácie medzi ľuďmi, pokrývajúci celú zemeguľu. Internet je celosvetová počítačová sieť. Skladá sa z rôznych počítačových sietí, ktoré sú spojené štandardnými dohodami o spôsobe výmeny informácií jednotný systém adresovanie. Internet používa protokoly z rodiny TCP/IP. Sú dobré, pretože poskytujú relatívne lacnú možnosť spoľahlivo a rýchlo prenášať informácie aj po nie príliš spoľahlivých komunikačných linkách, ako aj zostaviť softvér vhodný na prevádzku na akomkoľvek hardvéri. Adresovací systém (URL) poskytuje jedinečné súradnice každému počítaču (presnejšie takmer každému počítačovému zdroju) a každému používateľovi internetu, vďaka čomu je možné vziať presne to, čo potrebujete, a poslať to presne tam, kde to potrebujete.

Pozadie Asi pred 40 rokmi vytvorilo americké ministerstvo obrany sieť, ktorá bola predchodcom internetu – volala sa ARPAnet. ARPAnet bola experimentálna sieť - bola vytvorená na podporu vedeckého výskumu vo vojensko-priemyselnej sfére - najmä na štúdium metód budovania sietí, ktoré sú odolné voči čiastočnému poškodeniu napríklad pri bombardovaní lietadlami a schopné pokračovať v normálnej činnosti za takýchto podmienok. Táto požiadavka poskytuje kľúč k pochopeniu princípov a štruktúry internetu. V modeli ARPAnet vždy existovala komunikácia medzi zdrojovým počítačom a cieľovým počítačom (cieľovou stanicou). Predpokladalo sa, že sieť je nespoľahlivá: ktorákoľvek časť siete môže kedykoľvek zmiznúť. Komunikujúce počítače – nielen samotná sieť – sú tiež zodpovedné za vytváranie a udržiavanie komunikácie. Základným princípom bolo, že každý počítač mohol komunikovať ako peer s akýmkoľvek iným počítačom.

Prenos dát v sieti bol organizovaný na báze internetového protokolu - IP. IP protokol sú pravidlá a popis fungovania siete. Tento súbor obsahuje pravidlá pre nadviazanie a udržiavanie komunikácie v sieti, pravidlá pre manipuláciu a spracovanie IP paketov, popisy sieťových paketov z rodiny IP (ich štruktúra atď.). Sieť bola koncipovaná a navrhnutá tak, aby od používateľov neboli požadované žiadne informácie o konkrétnej štruktúre siete. Aby bolo možné odoslať správu cez sieť, musí počítač umiestniť údaje do určitej „obálky“ nazývanej napríklad IP, uviesť na tejto „obálke“ „konkrétnu adresu v sieti a preniesť pakety vyplývajúce z týchto postupov. do siete. Tieto rozhodnutia sa môžu zdať zvláštne, rovnako ako predpoklad o „nespoľahlivej“ sieti, ale skúsenosti ukázali, že väčšina z týchto rozhodnutí je celkom rozumná a správna.Zatiaľ čo Organizácia pre medzinárodnú normalizáciu (ISO) strávila roky vytváraním konečného štandardu pre počítačové siete , používatelia neboli ochotní čakať.Internetoví aktivisti začali inštalovať IP softvér na všetky možné typy počítačov.Čoskoro sa to stalo jediným prijateľným spôsobom pripojenia odlišných počítačov.Táto schéma sa páčila vláde a univerzitám, ktoré majú politiku nákupu počítače od rôznych výrobcov Každý si kúpil počítač, ktorý sa mu páčil a mal právo očakávať, že bude môcť pracovať v sieti spolu s inými počítačmi.

Približne 10 rokov po nástupe ARPAnetu sa objavili lokálne siete (LAN), napr. Ethernet a pod. Zároveň sa objavili počítače, ktoré sa stali známymi ako pracovné stanice. Na väčšine pracovných staníc bol spustený operačný systém UNIX. Tento OS mal schopnosť pracovať v sieti s internetovým protokolom (IP). V súvislosti so vznikom zásadne nových úloh a metód ich riešenia vyvstala nová potreba: organizácie sa chceli pripojiť k ARPAnetu so svojou lokálnou sieťou. Približne v rovnakom čase sa objavili ďalšie organizácie, ktoré začali vytvárať vlastné siete pomocou komunikačných protokolov blízkych IP. Bolo jasné, že každý by mal prospech, keby tieto siete mohli komunikovať všetky spolu, pretože používatelia z jednej siete by mohli komunikovať s používateľmi v inej sieti. Jednou z najdôležitejších z týchto nových sietí bola NSFNET, vyvinutá z iniciatívy Národnej vedeckej nadácie (NSF). Koncom 80-tych rokov NSF vytvorila päť superpočítačových centier, ktoré ich sprístupnili na použitie v akejkoľvek vedeckej inštitúcii. Vzniklo len päť centier, pretože sú veľmi drahé aj pre bohatú Ameriku. Preto by sa mali používať kooperatívne. Vznikol komunikačný problém: bolo potrebné nájsť spôsob, ako tieto centrá prepojiť a poskytnúť k nim prístup rôznym používateľom. Najprv sa pokúšali využiť komunikáciu ARPAnet, ale toto riešenie zlyhalo, keď čelili byrokracii obranného priemyslu a problémom s personálnym zabezpečením.

Potom sa NSF rozhodla vybudovať vlastnú sieť založenú na technológii ARPAnet IP. Strediská boli spojené špeciálnymi telefónnymi linkami s priepustnosť 56 KBPS (7 KB/s). Bolo však zrejmé, že sa ani neoplatí pokúšať o prepojenie všetkých univerzít a výskumných organizácií priamo s centrami, keďže položenie takého množstva kábla je nielen veľmi drahé, ale takmer nemožné. Preto bolo rozhodnuté vytvoriť siete na regionálnej báze. V každej časti krajiny sa mali príslušné inštitúcie spojiť so svojimi najbližšími susedmi. Výsledné reťazce boli pripojené k superpočítaču v jednom z ich bodov, čím boli superpočítačové centrá spojené dohromady. V takejto topológii môže každý počítač komunikovať s ktorýmkoľvek iným a posielať správy cez susedov. Toto rozhodnutie bolo úspešné, no prišiel čas, keď už sieť nezvládala zvýšený dopyt. Zdieľanie superpočítačov umožnilo pripojeným komunitám využívať mnoho iných vecí, ktoré nie sú superpočítačové. Zrazu si univerzity, školy a ďalšie organizácie uvedomili, že majú na dosah ruky more údajov a svet používateľov. Tok správ v sieti (premávka) rástol stále rýchlejšie, až to v konečnom dôsledku preťažilo počítače, ktoré sieť ovládali a telefónne linky, ktoré ich spájali. V roku 1987 bola zmluva na správu a rozvoj siete udelená spoločnosti Merit Network Inc., ktorá prevádzkovala vzdelávaciu sieť v Michigane s IBM a MCI. Starú fyzickú sieť nahradili rýchlejšie (asi 20-krát) telefónne linky. Boli nahradené rýchlejšími a sieťovo prepojenými riadiacimi strojmi. Proces zlepšovania siete pokračuje. Väčšina z týchto prestavieb sa však pre používateľov deje neviditeľne. Keď zapnete počítač, neuvidíte oznámenie, že najbližších šesť mesiacov nebude internet dostupný z dôvodu upgradov. Možno ešte dôležitejšie je, že preťaženie siete a vylepšenia vytvorili vyspelú a praktickú technológiu. Problémy sa riešili a nápady na rozvoj sa testovali v praxi.

Spôsoby prístupu na internet iba pomocou e-mailu. Táto metóda vám umožňuje prijímať a odosielať správy iba iným používateľom. Prostredníctvom špeciálnych brán môžete využívať aj ďalšie služby poskytované internetom. Tieto brány však neumožňujú interaktívnu prevádzku a ich používanie môže byť dosť náročné. Režim vzdialeného terminálu. Pripájate sa k inému počítaču pripojenému na internet ako vzdialený používateľ. Klientske programy, ktoré využívajú internetové služby, sa spúšťajú na vzdialenom počítači a výsledky ich práce sa zobrazujú na obrazovke vášho terminálu. Keďže na pripojenie používate väčšinou programy na emuláciu terminálu, môžete pracovať iba v textovom režime. Napríklad na prezeranie webových stránok môžete použiť iba textový prehliadač a neuvidíte grafiku. Priame pripojenie. Toto je základná a najlepšia forma pripojenia, keď sa váš počítač stane jedným z uzlov na internete. Prostredníctvom protokolu TCP/IP komunikuje priamo s ostatnými počítačmi na internete. Internetové služby sú dostupné prostredníctvom programov spustených na vašom počítači.

Tradične boli počítače pripojené priamo k internetu prostredníctvom lokálnych sietí alebo vyhradených pripojení. Na vytvorenie takýchto spojení je okrem samotného počítača potrebné ďalšie sieťové vybavenie (smerovače, brány atď.). Keďže toto vybavenie a pripojovacie kanály sú pomerne drahé, priame pripojenia využívajú len organizácie s veľkým množstvom prenášaných a prijímaných informácií. Alternatívou k priamemu pripojeniu pre jednotlivcov a malé organizácie je použitie telefónnych liniek na vytvorenie dočasného pripojenia (dial up) k vzdialenému počítaču pripojenému na internet. Čo je SLIP/PPP? systém názvov domén

Čo je SLIP/PPP? Diskutovať rôznymi spôsobmi prístup na internet, tvrdili sme, že základné a najlepšie je priame pripojenie. Pre jednotlivého užívateľa je to však príliš drahé. Práca v režime vzdialeného terminálu výrazne obmedzuje možnosti používateľa. Kompromisným riešením je použitie protokolov SLIP (Serial Line internetový protokol) alebo PPP (Protokol Point to Point). V nasledujúcom texte sa výraz SLIP/PPP bude používať na označenie SLIP a/alebo PPP – sú si v mnohých ohľadoch podobné. SLIP/PPP umožňuje prenos paketov TCP/IP cez sériové linky, ako sú telefónne linky, medzi dvoma počítačmi. Na oboch počítačoch sú spustené programy, ktoré používajú protokoly TCP/IP. Jednotliví používatelia tak môžu vytvoriť priame pripojenie na internet zo svojho počítača iba s modemom a telefónnou linkou. Pripojením cez SLIP/PPP môžete spúšťať klientske programy WWW, e-mail atď. priamo na vašom počítači.

SLIP/PPP je skutočne spôsob priameho pripojenia na internet, pretože: Váš počítač je pripojený k internetu. Váš počítač používa sieťový softvér na komunikáciu s inými počítačmi pomocou protokolu TCP/IP. Váš počítač má jedinečnú IP adresu. Aký je rozdiel medzi pripojením SLIP/PPP a režimom vzdialeného terminálu? Ak chcete vytvoriť pripojenie SLIP/PPP aj režim vzdialeného terminálu, musíte zavolať na iný počítač priamo pripojený k internetu (poskytovateľ) a zaregistrovať sa na ňom. Kľúčový rozdiel je v tom, že pri pripojení SLIP/PPP váš počítač dostane jedinečnú IP adresu a komunikuje priamo s ostatnými počítačmi pomocou protokolu TCP/IP. V režime vzdialeného terminálu je váš počítač len zariadením na zobrazovanie výsledkov programu spusteného na počítači poskytovateľa.

Softvér Domain Name System Network potrebuje 32-bitový IP adresa ah nadviazať spojenie. Používatelia však radšej používajú názvy počítačov, pretože sú ľahšie zapamätateľné. Preto sú potrebné prostriedky na konverziu mien na adresy IP a naopak. Keď bol internet malý, bolo to jednoduché. Každý počítač mal súbory, ktoré popisovali zhodu medzi menami a adresami. V týchto súboroch boli z času na čas vykonané zmeny. V súčasnosti je táto metóda zastaraná, pretože počet počítačov na internete je veľmi veľký. Súbory boli nahradené systémom názvových serverov, ktoré sledujú zhody medzi názvami počítačov a sieťovými adresami (v skutočnosti len jedna zo služieb poskytovaných systémom názvových serverov). Treba poznamenať, že sa používa celá sieť menných serverov, a nie iba jeden centrálny. Menné servery sú usporiadané v stromovej štruktúre zodpovedajúcej organizačnej štruktúre siete. Názvy počítačov tiež tvoria zodpovedajúcu štruktúru. Príklad: Počítač má názov BORAX.LCS.MIT.EDU. Toto je počítač nainštalovaný v počítačovom laboratóriu (LCS) na Massachusetts Institute of Technology (MIT).

Pre to. Na určenie jeho sieťovej adresy teoreticky potrebujete získať informácie zo 4 rôznych serverov. Najprv musíte kontaktovať jeden zo serverov EDU, ktoré slúžia vzdelávacím inštitúciám (kvôli spoľahlivosti niekoľko serverov obsluhuje každú úroveň hierarchie názvov). Na tomto serveri potrebujete získať adresy serverov MIT. Na jednom zo serverov MIT môžete získať adresu servera (serverov) LCS. Nakoniec adresu počítača BORAX možno nájsť na serveri LCS. Každá z týchto úrovní sa nazýva doména. Celý názov BORAX.LCS.MIT.EDU je teda názov domény (rovnako ako názvy domén LCS.MIT.EDU, MIT.EDU a EDU). Našťastie v skutočnosti nemusíte zakaždým kontaktovať všetky uvedené servery. Softvér používateľa komunikuje s menným serverom v jeho doméne, ktorý v prípade potreby kontaktuje iné menné servery a poskytuje konečný výsledok konverzie názvu domény na IP adresu ako odpoveď. Doménový systém uchováva viac ako len informácie o názvoch a adresách počítačov. Obsahuje aj veľké množstvo iných užitočná informácia: informácie o používateľoch, adresách poštových serverov atď.

Sieťové protokoly Protokoly aplikačnej vrstvy používajú špecifické aplikačné programy. Ich celkový počet je veľký a neustále sa zvyšuje. Niektoré aplikácie existujú už od počiatku internetu, ako napríklad TELNET a FTP. Ďalšie prišli neskôr: HTTP, NNTP, POP3, SMTP. protokol TELNET HTTP protokol NNTP POP3 FTP protokol Protokol SMTP

Protokol TELNET umožňuje serveru zaobchádzať so všetkými vzdialenými počítačmi ako so štandardnými „sieťovými terminálmi“ textového typu. Práca s TELNETOM je ako vytáčanie telefónne číslo. Používateľ zadá na klávesnici niečo ako telnet delta a na obrazovke sa mu zobrazí výzva na zadanie delta stroja. Protokol TELNET existuje už dlho. Je dobre testovaný a široko používaný. Bolo vytvorených mnoho implementácií pre rôzne operačné systémy.

FTP (File Transfer Protocol) je široko používaný ako TELNET. Je to jeden z najstarších protokolov v rodine TCP/IP. Rovnako ako TELNET využíva transportné služby TCP. Existuje mnoho implementácií pre rôzne operačné systémy, ktoré navzájom dobre spolupracujú. Používateľ FTP môže zadať niekoľko príkazov, ktoré mu umožnia vyhľadať adresár vzdialeného počítača, presunúť sa z jedného adresára do druhého a skopírovať jeden alebo viac súborov.

Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) podporuje prenos správ (e-mailov) medzi ľubovoľnými uzlami na internete. S mechanizmami na medziskladovanie pošty a mechanizmami na zlepšenie spoľahlivosti doručovania umožňuje protokol SMTP využívať rôzne transportné služby. Protokol SMTP umožňuje zoskupenie správ jednému príjemcovi a replikáciu viacerých kópií správy na prenos na rôzne adresy. Nad modulom SMTP je poštová služba konkrétneho počítača. V typických klientskych programoch sa používa hlavne na odosielanie odchádzajúcich správ.

Protokol HTTP (Hyper text transfer protocol) sa používa na výmenu informácií medzi WWW (World Wide Web) servermi a prehliadačmi hypertextových stránok - WWW prehliadačmi. Umožňuje prenos širokej škály rôznorodých informácií – textu, grafiky, zvuku a videa. V súčasnosti sa neustále zlepšuje.

POP3 (Post Office Protocol, verzia 3) umožňuje e-mailovým klientom prijímať a odosielať správy z/na poštové servery. Má pomerne flexibilné možnosti na správu obsahu poštových schránok umiestnených na poštovom uzle. V typických klientskych programoch sa používa hlavne na príjem prichádzajúcich správ.

Network News Transfer Protocol – Network News Transfer Protocol (NNTP) umožňuje diskusným serverom a klientskym programom komunikovať – distribuovať, vyhľadávať, získavať a prenášať správy do diskusných skupín. Nové správy sú uložené v centralizovanej databáze, ktorá umožňuje užívateľovi vybrať si zaujímavé správy. Poskytuje tiež indexovanie, organizovanie odkazov a mazanie zastaraných správ.

služby Internetové servery sieťové uzly sa nazývajú sieťové uzly určené na obsluhu požiadaviek klientov – softvérových agentov, ktorí extrahujú informácie alebo ich prenášajú do siete a pracujú pod priamou kontrolou používateľov. Klienti poskytujú informácie v užívateľsky príjemnej a zrozumiteľnej forme, zatiaľ čo servery vykonávajú servisné funkcie na ukladanie, distribúciu, správu informácií a ich vydávanie na žiadosť klientov. Každý druh služby na internete je poskytovaný príslušnými servermi a môže byť použitý s pomocou príslušných klientov. WWW proxy server FTPTelnet NEWS/USENET

Služba World Wide Web poskytuje prezentáciu a prepojenie obrovského množstva hypertextových dokumentov vrátane textu, grafiky, zvuku a videa, ktoré sa nachádzajú na rôznych serveroch po celom svete a sú vzájomne prepojené pomocou odkazov v dokumentoch. Vznik tejto služby výrazne zjednodušil prístup k informáciám a stal sa jedným z hlavných dôvodov prudkého rastu internetu od roku 1990. Služba WWW funguje pomocou protokolu HTTP. Na používanie tejto služby sa používajú programy prehliadača, z ktorých sú v súčasnosti najpopulárnejšie Netscape Navigator a Internet Explorer. „Webové prehliadače“ nie sú nič iné ako prehliadače; sú podobné bezplatnému komunikačnému programu s názvom Mosaic, ktorý bol vytvorený v roku 1993 v laboratóriu Národného centra pre superpočítačové aplikácie na Univerzite PC. Illinois pre ľahký prístup k WWW. Čo môžete získať pomocou WWW? Takmer všetko, čo sa spája s pojmom „práca na internete“ – od najnovších finančných správ až po informácie o medicíne a zdravotníctve, hudbe a literatúre, domácich miláčikoch a izbových rastlinách, varení a automobilovom biznise.

Môžete si rezervovať letenky do ktorejkoľvek časti sveta (skutočného, ​​nie virtuálneho), cestovať brožúry, nájsť potrebný softvér a hardvér pre váš počítač, hrať hry so vzdialenými (a neznámymi) partnermi a sledovať športové a politické dianie vo svete. . Nakoniec, pomocou väčšiny programov s prístupom na WWW môžete pristupovať aj k telekonferenciám (celkom ich je asi), kde sa umiestňujú správy na akúkoľvek tému - od astrológie po lingvistiku, ako aj výmena správ e-mailom. . Chaotická džungľa informácií na internete má vďaka prehliadačom WWW podobu známych, prehľadne navrhnutých stránok s textom a fotografiami, v niektorých prípadoch dokonca aj s videom a zvukom. Atraktívne titulné strany (domovské stránky) okamžite pomáhajú pochopiť, aké informácie budú nasledovať ďalej. K dispozícii sú všetky potrebné nadpisy a podnadpisy, ktoré je možné vybrať pomocou posúvačov ako na bežnej obrazovke systému Windows alebo Macintosh. Každé kľúčové slovo je prepojené s príslušnými informačnými súbormi prostredníctvom hypertextových odkazov. A nenechajte sa vystrašiť výrazom „hypertext“: hypertextové odkazy sú približne rovnaké ako poznámka pod čiarou v článku v encyklopédii, ktorá začína slovami „pozri tiež...“ Namiesto toho, aby ste listovali v knihe, musíte kliknúť na požadované kľúčové slovo (pre pohodlie je na obrazovke zvýraznené farbou alebo písmom) a požadovaný materiál sa zobrazí pred vami. Je veľmi výhodné, že program umožňuje vrátiť sa k predtým prezeraným materiálom alebo kliknutím myšou prejsť ďalej.

- E-mail. S pomocou si môžete vymieňať osobné alebo obchodné správy medzi adresátmi, ktorí majú adresu. Váš emailová adresa uvedené v zmluve o pripojení E-mailový server, na ktorom je vám vytvorená schránka, funguje ako bežná pošta, kam vám dorazí pošta. Vaša e-mailová adresa je podobná prenajatej poštovej schránke pošta. Vami zaslané správy sa okamžite odosielajú adresátovi uvedenému v liste a správy, ktoré vám prídu, čakajú vo vašej poštovej schránke, kým si ich nevyzdvihnete. E-maily môžete odosielať a prijímať od kohokoľvek s e-mailovou adresou. Na odosielanie správ sa používa hlavne protokol SMTP a na príjem správ sa používa protokol POP3. Na prácu môžete použiť rôzne programy – špecializované, ako je Eudora, alebo vstavané do webového prehliadača, ako je Netscape Navigator.

Usenet je celosvetový diskusný klub. Pozostáva zo súboru konferencií („newsgroups“), ktorých názvy sú usporiadané hierarchicky podľa diskutovaných tém. Správy ("články" alebo "správy") posielajú do týchto konferencií používatelia prostredníctvom špeciálneho softvéru. Po odoslaní sa správy odošlú na spravodajské servery a stanú sa dostupnými na čítanie pre ostatných používateľov. Môžete odoslať správu a zobraziť odpovede na ňu, ktoré sa objavia v budúcnosti. Keďže veľa ľudí číta rovnaký materiál, recenzie sa začínajú hromadiť. Všetky správy na jednu tému tvoria vlákno („vlákno“) (v ruštine sa slovo „téma“ používa v rovnakom význame); teda, hoci odpovede mohli byť napísané v rôznom čase a zmiešané s inými príspevkami, stále tvoria súvislú diskusiu. Môžete sa prihlásiť na odber akejkoľvek konferencie, prezerať si názvy správ v nej pomocou čítačky správ, triediť správy podľa témy, aby ste uľahčili sledovanie diskusie, pridávať vlastné správy s komentármi a klásť otázky. Čítačky správ sa používajú na čítanie a odosielanie správ, ako napríklad prehliadač Netscape Navigator – Netscape News alebo Internet News od spoločnosti Microsoft, ktorý prichádza s najnovšie verzie Internet Explorer.

FTP je metóda na prenos súborov medzi počítačmi. Neustály vývoj softvéru a zverejňovanie jedinečných textových zdrojov informácií zaisťuje, že FTP archívy sveta zostanú fascinujúcou a neustále sa meniacou pokladnicou. Je nepravdepodobné, že nájdete komerčné programy v archívoch FTP, pretože licenčné zmluvy zakazujú ich otvorenú distribúciu. Namiesto toho nájdite shareware a softvér s otvoreným zdrojovým kódom. Toto sú rôzne kategórie: programy vo verejnom vlastníctve sú skutočne zadarmo a za shareware softvér (shareware) musíte zaplatiť autorovi, ak sa po skúšobnej dobe rozhodnete program ponechať a používať ho. Stretnete sa aj s takzvanými bezplatnými programami (freeware); ich tvorcovia si zachovávajú autorské práva, ale umožňujú ich použitie bez akejkoľvek platby. Na prezeranie FTP archívov a získanie súborov na nich uložených môžete použiť špecializované programy - WS_FTP, CuteFTP, prípadne použiť WWW Netscape Navigator a prehliadače Internet Explorer - obsahujú vstavané nástroje pre prácu s FTP servermi.

Remote Login - remote access - pracujte na vzdialenom počítači v režime, kedy váš počítač emuluje terminál vzdialeného počítača, t.j. môžete robiť všetko (alebo takmer všetko), čo môžete robiť z bežného terminálu stroja, z ktorého ste vytvorili reláciu vzdialeného prístupu. Program, ktorý spracováva vzdialené relácie, sa nazýva telnet. Telnet má sadu príkazov, ktoré riadia komunikačnú reláciu a jej parametre. Reláciu zabezpečuje spoločná práca softvéru vzdialeného počítača a vášho. Nadviažu TCP spojenie a komunikujú cez TCP a UDP pakety. Program telnet je súčasťou systému Windows a je nainštalovaný s podporou TCP/IP.

Proxy ("blízko") server je navrhnutý tak, aby zhromažďoval informácie, ku ktorým majú často prístup používatelia v lokálnom systéme. Keď sa pripojíte na internet pomocou proxy servera, vaše požiadavky budú pôvodne smerované do tohto lokálneho systému. Server načíta požadované zdroje a poskytne vám ich, pričom si ponechá kópiu. Pri opätovnom prístupe k rovnakému zdroju sa poskytne uložená kópia. Tým sa zníži počet vzdialených pripojení. Použitie proxy servera môže mierne zvýšiť rýchlosť prístupu, ak kanál pripojenia vášho poskytovateľa internetu nie je dostatočne efektívny. Ak je komunikačný kanál dostatočne silný, rýchlosť prístupu sa môže dokonca trochu znížiť, pretože pri extrakcii zdroja sa namiesto jedného pripojenia od používateľa k vzdialenému počítaču vytvoria dve: od používateľa k proxy serveru a od proxy servera. na vzdialený počítač.
Termín TCP/IP sa zvyčajne vzťahuje na čokoľvek súvisiace s protokolmi TCP a IP. Pokrýva celú rodinu protokolov, aplikácií a dokonca aj samotnú sieť. Do rodiny patria protokoly UDP, ARP, ICMP, TELNET, FTP a mnohé ďalšie. TCP/IP je medzisieťová technológia. IP modul vytvára jednu logickú sieť. Architektúra protokolov TCP/IP je určená pre jednotnú sieť pozostávajúcu zo samostatných heterogénnych paketových podsietí navzájom prepojených bránami, ku ktorým sú pripojené heterogénne stroje. Každá z podsietí funguje podľa vlastných špecifických požiadaviek a má svoj vlastný charakter komunikačných médií. Predpokladá sa však, že každá podsieť môže prijať paket informácií (údaje s príslušnou hlavičkou siete) a doručiť ich na zadanú adresu v danej podsieti. Od podsiete sa nevyžaduje, aby zaručovala povinné doručovanie paketov a mala spoľahlivý prenosový protokol. Dva stroje pripojené k rovnakej podsieti si teda môžu vymieňať pakety. Keď je potrebné preniesť paket medzi strojmi pripojenými do rôznych podsietí, odosielajúci stroj pošle paket na príslušnú bránu (brána je pripojená k podsieti rovnakým spôsobom ako bežný hostiteľ). Odtiaľ je paket smerovaný cez systém brán a podsietí, kým nedosiahne bránu pripojenú k rovnakej podsieti ako cieľový počítač; kde je paket odoslaný príjemcovi. Problém doručovania paketov v takomto systéme je vyriešený implementáciou internetového protokolu IP vo všetkých uzloch a bránach. Sieťová vrstva je v podstate základným prvkom v celej architektúre protokolu, ktorý umožňuje štandardizáciu protokolov vyššej vrstvy.

Logická štruktúra sieťového softvéru, ktorý implementuje protokoly rodiny TCP / IP v každom uzle internetovej siete, je znázornená na obr. 1. Obdĺžniky predstavujú spracovanie údajov a čiary spájajúce obdĺžniky predstavujú cesty prenosu údajov. Vodorovná čiara v spodnej časti obrázku označuje ethernetový kábel, ktorý sa používa ako príklad fyzického média. Pochopenie tohto logická štruktúra je základom pre pochopenie všetkých internetových technológií. Ryža. 1 Štruktúra modulov protokolu v uzle siete TCP/IP

Uveďme si niekoľko základných pojmov, ktoré budeme v nasledujúcom texte používať. Ovládač je program, ktorý priamo spolupracuje so sieťovým adaptérom. Modul je program, ktorý spolupracuje s ovládačom, sieťovými aplikáciami alebo inými modulmi. Ovládač sieťového adaptéra a prípadne ďalšie moduly špecifické pre fyzickú sieť poskytujú sieťové rozhranie pre moduly protokolov rodiny TCP/IP. Názov dátového bloku prenášaného cez sieť závisí od toho, na ktorej vrstve zásobníka protokolov sa nachádza. Blok údajov, s ktorým sieťové rozhranie pracuje, sa nazýva rámec; ak je dátový blok medzi sieťovým rozhraním a IP modulom, potom sa nazýva IP paket; ak je medzi modulom IP a modulom UDP, potom je to datagram UDP; ak medzi modulom IP a modulom TCP, potom - segment TCP (alebo transportná správa); nakoniec, ak je dátový blok na úrovni procesov sieťovej aplikácie, potom sa nazýva aplikačná správa. Tieto definície sú, samozrejme, nedokonalé a neúplné. Okrem toho sa menia z publikácie na publikáciu. Zvážte dátové toky prechádzajúce cez zásobník protokolov znázornený na obr. 1. V prípade použitia TCP (Transmission Control Protocol) dochádza k prenosu dát medzi aplikačným procesom a TCP modulom. Typickým aplikačným procesom, ktorý používa protokol TCP, je modul File Transfer Protocol (FTP). Zásobník protokolov bude v tomto prípade FTP/TCP/IP/ENET. Pri použití protokolu UDP (User Datagram Protocol) dochádza k prenosu údajov medzi procesom aplikácie a modulom UDP. Napríklad SNMP (Simple Network Management Protocol) využíva transportné služby UDP. Jeho protokolový zásobník vyzerá takto: SNMP/UDP/IP/ENET. Uveďme si niekoľko základných pojmov, ktoré budeme v nasledujúcom texte používať.

Keď ethernetový rámec vstúpi do ovládača sieťového rozhrania Ethernet, môže byť smerovaný buď do modulu ARP (Address Resolution Protocol) alebo do modulu IP (Internet Protocol). Kam má byť ethernetový rámec nasmerovaný, je označené hodnotou poľa typu v hlavičke rámca. Ak IP paket vstúpi do IP modulu, dáta v ňom obsiahnuté môžu byť prenesené buď do TCP alebo UDP modulu, čo je určené poľom protokolu v hlavičke IP paketu. Ak datagram UDP vstúpi do modulu UDP, hodnota poľa portu v hlavičke datagramu určuje aplikáciu, ktorej sa má správa aplikácie odoslať. Ak sa správa TCP dostane do modulu TCP, výber aplikácie, do ktorej sa má správa odoslať, je založený na hodnote poľa port v hlavičke správy TCP. Odovzdávanie údajov opačným smerom je celkom jednoduché, keďže z každého modulu vedie len jedna cesta nadol. Každý modul protokolu pridáva do paketu svoju hlavičku, na základe ktorej stroj, ktorý paket prijal, vykonáva demultiplexovanie. Dáta z aplikačného procesu prechádzajú cez TCP alebo UDP moduly, po ktorých vstupujú do IP modulu a odtiaľ do vrstvy sieťového rozhrania. Hoci internetová technológia podporuje mnoho rôznych médií, budeme tu predpokladať použitie Ethernetu, pretože toto je médium, ktoré najčastejšie slúži ako fyzický základ pre IP sieť. Stroj na obr. 1 má jeden bod pripojenia Ethernet. Šesťbajtová ethernetová adresa je jedinečná pre každý sieťový adaptér a rozpoznáva ju ovládač. Zariadenie má tiež štvorbajtovú IP adresu. Táto adresa označuje sieťový prístupový bod na rozhraní IP modulu s ovládačom. IP adresa musí byť jedinečná v rámci celého internetu.Spustený stroj vždy pozná svoju IP adresu a ethernetovú adresu.

Doslov Možnosti internetu sú také široké, ako len môže mať človek dostatok fantázie. Sieťová technológia sa už vážne etablovala ako najlepší zdroj informácií. Netreba si myslieť, že všetky zmeny na internete zostanú pozadu. Menovite a geograficky je internet sieť, ale je to produkt počítačového priemyslu, nie tradičného telefónneho alebo televízneho priemyslu. Aby bol internet na špici, zmeny musia pokračovať a budú sa naďalej vyvíjať tempom počítačového priemyslu. Zmeny, ku ktorým dnes dochádza, sú zamerané na poskytovanie nových služieb, ako je prenos dát v reálnom čase. Všadeprítomná dostupnosť sietí a predovšetkým internetu v kombinácii s výkonnými, kompaktnými a cenovo dostupnými výpočtovými a komunikačnými nástrojmi (PC-notebooky, obojsmerné pagery, osobné digitálne asistenty, Mobilné telefóny atď.) umožňuje vybudovať nové spôsoby mobilnej výpočtovej techniky a komunikácie. Preto je dnes obzvlášť dôležité upriamiť našu pozornosť na túto technologickú perspektívu a pokúsiť sa urobiť všetko pre široké využitie internetu v oblasti vzdelávania. Literatúra

Informácie získané z globálnej siete na adrese: support/internet.htm museums/internet/index.htm

Vo vývoji sieťových technológií sa zreteľne rozlišujú tri hlavné trendy: zvyšovanie počtu pripojených mobilných klientov, zlepšovanie existujúcich a vznik nových webových služieb a zvyšovanie podielu online video prevádzky.

"Američania potrebujú telefón, ale my nie." Máme veľa poslov." Sir W. Preece, hlavný inžinier Britskej pošty, 1878.

"Kto do pekla chce počuť, ako sa herci rozprávajú?" G.M. Warner, Warner Bros., 1927

"Myslím si, že svetový trh môže dosiahnuť päť počítačov." Thomas Watson, šéf IBM, 1943.

„Televízia nebude môcť stráviť prvých šesť mesiacov na žiadnom trhu, ktorý zachytila. Ľudí čoskoro omrzí pozerať sa na preglejkovú škatuľu každý večer.“ Darryl Zanuck, 20th Century Fox, 1946

V prvej dekáde 21. storočia internet „zmenil svoj status“ z globálnej počítačovej siete na „globálny informačný priestor“, ktorý sa prejavil v sociálnej aj ekonomickej sfére a neustále sa rozvíjal. Možnosť prístupu na web nielen z počítača, ale aj z iných zariadení, rastúca popularita online verzií tradične offline telekomunikačných služieb (telefónia, rádio, televízia), jedinečné online služby – to všetko prispieva k neustálemu rastu počet používateľov internetu a v dôsledku toho zvýšenie návštevnosti. Cisco Visual Networking Development Index predpovedá, že globálna prevádzka presiahne 50 exabajtov do roku 2015 (nárast z 22 exabajtov v roku 2010). Leví podiel na generovaní návštevnosti bude mať online video, ktorého objem v roku 2011 prvýkrát prevýšil celkovú návštevnosť ostatných typov (hlas + dáta). Do roku 2015 bude objem video prevádzky viac ako 30 exabajtov (nárast zo 14 – 15 exabajtov v roku 2010). Internet zostane hlavným prostriedkom prístupu k obsahu, pričom sa zvýši podiel návštevnosti z mobilných zariadení priamo pripojených k tejto sieti. Objem hlasovej prevádzky sa mierne zvýši, pretože. nahradiť "telefón" hlasová komunikácia je tu pripojenie na videotelefón.

Prístup k zdrojom

Predpokladaný nárast sieťovej aktivity pravdepodobne ovplyvní zrýchlený prechod telekomunikačných spoločností z existujúcej sieťovej infraštruktúry na implementáciu koncepcie multiservisná sieť ().

Ryža. 1. Koncept multiservisnej siete

Multiservisná sieť je sieťové prostredie schopné prenášať audio, video streamy a dáta v jednotnom (digitálnom) formáte pomocou jediného protokolu (sieťová vrstva: IP v6). Prepínanie paketov, ktoré sa používa namiesto prepínania okruhov, robí sieť s viacerými službami vždy pripravenú na použitie. Rezervácia šírky pásma, riadenie priority prenosu a protokoly kvality služieb (QoS) umožňujú diferenciáciu služieb poskytovaných pre rôzne typy prevádzky. To zaisťuje transparentnú a jednotnú sieťovú konektivitu a prístup k sieťovým zdrojom a službám pre existujúce klientske zariadenia aj tie, ktoré sa objavia v blízkej budúcnosti. Káblový prístup v multiservisnej sieti bude ešte rýchlejší a mobilný prístup bude ešte lacnejší.

Internetové rádio

Streamovanie internetového rádia sa objavilo na konci 90. rokov XX storočia. a rýchlo si získal popularitu. Popredné rozhlasové stanice poskytli používateľom možnosť počúvať vysielané programy prostredníctvom prehliadača. S rastom počtu sieťových rádií začali vývojári tretích strán ponúkať používateľom špecializované klientske aplikácie - prehrávače internetových rádií.

Príkladom prehrávača internetových rádií je Radiocent. Okrem hlavnej funkcie, online rádia, tento prehrávač poskytuje nasledujúce funkcie: prístup k desiatkam tisíc (!) internetových rádií; flexibilná správa zoznamov skladieb; vyhľadávanie hudby a rádia online podľa krajiny a žánru; možnosť záznamu zo vzduchu vo formáte mp3. Windows verziu programu Radiocent je možné stiahnuť zadarmo na oficiálnej stránke.

Rozhranie programu Radiocent

služby

Videokomunikácia sa stane hlavným typom predplatiteľskej komunikácie a televízia prejde transformáciou, v dôsledku ktorej skutočne dôjde k zlúčeniu televízora a osobného počítača. Televízory so zabudovaným prehliadačom sú už na trhu a o 3-5 rokov aj v Rusku poskytovatelia predstavia nie „digitalizovanú“ pozemnú televíziu, ale skutočnú digitálnu (interaktivita + HDTV).

Zvýši sa podiel online multimediálnych služieb, filmy a hudba online budú dostupnejšie a kvalitnejšie.

Softvérový trh sa posunie smerom k aplikáciám pre mobilné zariadenia, ako sú smartfóny a tablety. Najpopulárnejšie sa stanú webové služby, ktoré nahradia tradičné offline aplikácie. Cez internet bude možné pracovať so sieťovými balíkmi aplikovaných programov podľa modelu „softvér ako služba“. Len 20 % - 25 % softvérových produktov bude vyvinutých pre PC.

Rozvoj internetového obchodu povedie k zvýšeniu počtu tovarov a služieb, ktoré je možné objednať na sieťových trhoch. Zvyčajný zážitok z nakupovania možno úplne zmeniť: nie je potrebné chodiť do obchodu s potravinami. Bude stačiť prejsť na webovú stránku supermarketu zo smartfónu a zadať objednávku potrebných produktov, okamžite za to zaplatiť zo smartfónu a počkať na doručenie.

Rozvoj internetového bankovníctva povedie k vzniku „klientsko-bankových“ aplikácií pre smartfóny. Sledovanie finančných transakcií v takejto aplikácii bude prebiehať biometricky alebo dotykovými „gestami“ na dotykovej obrazovke.

služby " virtuálna realita“ vám umožní „vidieť“ sa v aute modelu, ktorý sa vám páči, alebo si „vyskúšať“ oblečenie určitého typu v daných podmienkach.

Trvalá adresa tejto stránky:

Aby sme pochopili ako lokálnej sieti , je potrebné chápať taký pojem ako sieťová technológia.

Sieťová technológia pozostáva z dvoch komponentov: sieťové protokoly a zariadení, ktoré zabezpečuje chod týchto protokolov. Protokol je zasa súborom „pravidiel“, podľa ktorých sa počítače v sieti môžu navzájom spájať a vymieňať si informácie. Pomocou sieťových technológií máme internet, medzi počítačmi vo vašej domácnosti existuje lokálne prepojenie. Ešte sieťové technológie volal základné, ale majú aj iné krásne meno - sieťové architektúry.

Sieťové architektúry definujú niekoľko sieťových parametrov, ktorý potrebujete mať trochu predstavu, aby ste pochopili zariadenie lokálnej siete:

1) Rýchlosť prenosu dát. Určuje, koľko informácií, zvyčajne meraných v bitoch, možno odoslať cez sieť za daný čas.

2) Formát sieťových rámcov. Informácie prenášané cez sieť existujú vo forme takzvaných „rámcov“ – paketov informácií. Sieťové rámce v rôznych sieťových technológiách majú rôzne formáty prenášaných informačných paketov.

3) Typ kódovania signálu. Určuje, ako sa pomocou elektrických impulzov kóduje informácia v sieti.

4) Prenosové médium. Ide o materiál (zvyčajne kábel), cez ktorý prechádza tok informácií – práve ten, ktorý sa v konečnom dôsledku zobrazuje na obrazovkách našich monitorov.

5) Topológia siete. Toto je sieťový diagram, v ktorom sú "hrany", ktoré sú káblami a "vrcholy" - počítače, ku ktorým sú tieto káble ťahané. Bežné sú tri hlavné typy sieťových diagramov: kruhový, zbernicový a hviezdicový.

6) Spôsob prístupu k médiu na prenos údajov. Používajú sa tri metódy prístupu k sieťovým médiám: deterministická metóda, metóda náhodného prístupu a prioritný prenos. Najbežnejšia deterministická metóda, pri ktorej sa pomocou špeciálneho algoritmu rozdelí čas používania prenosového média medzi všetky počítače na médiu. V prípade metódy náhodného sieťového prístupu počítače súťažia o sieťový prístup. Táto metóda má množstvo nevýhod. Jednou z týchto nevýhod je strata časti prenášaných informácií v dôsledku kolízie informačných paketov v sieti. Prioritný prístup poskytuje zodpovedajúcim spôsobom najväčšie množstvo informácií stanici so stanovenou prioritou.

Súbor týchto parametrov určujesieťová technológia.

Sieťová technológia je teraz rozšírená IEEE802.3/Ethernet. Rozšírila sa vďaka jednoduchým a lacným technológiám. Obľúbený je aj vďaka tomu, že údržba takýchto sietí je jednoduchšia. Topológia ethernetových sietí je zvyčajne postavená vo forme "hviezdy" alebo "zbernice". Prenosové médium v ​​takýchto sieťach používa tenké aj hrubé koaxiálne káble, ako aj krútené páry a káble z optických vlákien. Dĺžka ethernetových sietí sa zvyčajne pohybuje od 100 do 2000 metrov. Rýchlosť prenosu dát v takýchto sieťach je zvyčajne okolo 10 Mbps. Ethernetové siete bežne používajú prístupovú metódu CSMA/CD, ktorá sa týka decentralizovaných metód náhodného prístupu k sieti.

Existujú aj možnosti vysokorýchlostnej siete Ethernet: IEEE802.3u/Fast Ethernet a IEEE802.3z/Gigabit Ethernet, poskytujúce rýchlosti prenosu dát až do 100 Mbps a až do 1 000 Mbps. Tieto siete využívajú hlavne optické vlákno, alebo tienená krútená dvojlinka.

Existujú aj menej bežné, ale všadeprítomné sieťové technológie.

sieťová technológia IEEE802.5/Token Ring sa vyznačuje tým, že všetky vrcholy alebo uzly (počítače) v takejto sieti sú zjednotené do kruhu, používajú markerovú metódu prístupu do siete, podporujú tienený a netienený krútený pár, ako aj optické vlákno ako prenosové médium. Rýchlosť v sieti Token-Ring je až 16 Mbps. Maximálny počet uzlov v takomto kruhu je 260 a dĺžka celej siete môže dosiahnuť 4000 metrov.

Prečítajte si nasledujúce články na túto tému:

Lokálna sieť IEEE802.4/ArcNet je špeciálny v tom, že na prenos údajov používa metódu prenosu oprávnenia. Táto sieť je jednou z najstarších a predtým populárnych na svete. Takáto popularita je spôsobená spoľahlivosťou a nízkymi nákladmi na sieť. V súčasnosti je takáto sieťová technológia menej bežná, pretože rýchlosť v takejto sieti je pomerne nízka - asi 2,5 Mbps. Ako väčšina ostatných sietí používa ako prenosové médium tienené a netienené krútené páry a káble z optických vlákien, ktoré môžu tvoriť sieť dlhú až 6000 metrov a zahŕňať až 255 účastníkov.

Architektúra siete FDDI (Fibre Distributed Data Interface), založené na IEEE802.4/ArcNet a je veľmi obľúbený pre svoju vysokú spoľahlivosť. Táto sieťová technológia zahŕňa dva krúžky z optických vlákien, v dĺžke až 100 km. Zároveň je zabezpečená aj vysoká rýchlosť prenosu dát v sieti – cca 100 Mbps. Cieľom vytvorenia dvoch krúžkov z optických vlákien je, že jeden z krúžkov má cestu s nadbytočnými údajmi. Tým sa znižuje možnosť straty prenášaných informácií. Takáto sieť môže obsahovať až 500 účastníkov, čo je tiež výhoda oproti iným sieťovým technológiám.